[发明专利]一种多孔弹性路面混合料设计优化方法

说明书

本发明公开了一种多孔弹性路面混合料设计优化方法，属于道路工程技术领域，包括根据开级配推荐范围选取若干组设计级配，以等体积置换原则，将级配中的细集料置换为等体积同粒径的橡胶颗粒，添加一定质量份数的聚氨酯，根据剪切试验测得的内摩擦角确定材料最佳级配；选取若干组聚氨酯用量，成型所需空隙率的试件并浸水养生试件，利用弯曲试验得出的弯曲应力确定最佳聚氨酯用量；根据以上最佳聚氨酯用量以及最佳集料级配确定多孔弹性混合料配合比，并进行水稳定性检验。本设计优化方法基于混合料的抗剪切性能和抗弯曲性能，重点考虑了多孔弹性路面混合料的水损坏，以解决多孔弹性路面混合料设计优化无章可循的问题，同时提高混合料的使用性能。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种多孔弹性路面混合料设计优化方法。

背景技术

多孔弹性路面不但具有很高的空隙率，而且具有良好的弹性，是一种优良的降噪路面结构形式。大量实测表明，与密级配沥青路面相比，多孔弹性路面可降噪10dB以上；与排水沥青路面相比，多孔弹性路面仍可降噪3dB以上。

但是，目前并无明确的多孔弹性路面混合料配合比优化设计方法，表现在没有根据多孔弹性路面混合料受力特点，提出明确的设计指标，导致混合料设计优化无章可循；同时多孔弹性混合料易产生水损害，导致耐久性不足，限制了多孔弹性路面的推广应用。

发明内容

发明目的：为了解决多孔弹性路面混合料配合比设计优化无章可循的问题，本发明提出一种多孔弹性路面混合料设计优化方法，在设计中基于多孔弹性路面混合料的抗剪切和抗弯曲性能，重点考虑了抗水损性能，使得多孔弹性路面混合料设计优化有章可循，同时提高混合料的使用性能。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种多孔弹性路面混合料设计优化方法，包括以下步骤：

a)根据开级配推荐级配范围，选取若干组集料级配，利用等体积置换原则将细集料置换为等体积的同粒径橡胶颗粒，掺加聚氨酯并养生后进行剪切试验，基于最大内摩擦角确定最佳集料级配；

b)利用步骤a)的最佳集料级配，选用若干组聚氨酯用量，在目标空隙的轮碾条件下成型试件，浸水养生完成后进行弯曲试验，基于最大弯曲应力选取最佳聚氨酯用量；

c)将步骤a)与步骤b)的最佳集料级配与最佳聚氨酯用量组合，进行混合料水稳定性能检测，完成混合料配合比优化设计。

进一步地，步骤a)中，所述的掺加聚氨酯并养生后进行剪切试验是将材料洗净烘干后加入聚氨酯成型试件，养生后进行剪切试验，分别测得每组集料级配的内摩擦角。

进一步地，所述的步骤a)中，根据开级配推荐级配范围选取2～3组设计级配，以等体积置换原则，将级配中的某档或某几档细集料置换为等体积同粒径的橡胶颗粒，添加质量分数4％-5％的聚氨酯，然后根据直剪试验测得的内摩擦角确定最佳集料级配。

进一步地，所述的步骤b)是在轮碾试验确定的目标空隙率条件下成型试件，浸水养生后立即进行弯曲试验，测定各试件的弯曲应力值，选取最大弯曲应力值对应的聚氨酯用量作为最佳聚氨酯用量。

进一步地，所述的步骤b)中，选取3～4组不同的聚氨酯用量，利用轮碾试验确定目标空隙率下的轮碾次数，成型所需要空隙率的试件并浸水养生，利用三点弯曲试验得出的弯曲应力确定最佳聚氨酯用量。

进一步地，所述的步骤b)中，所述的目标空隙率根据降噪排水需求和耐久性要求确定为20％～25％。

进一步地，所述的步骤c)是采用步骤a)中的最佳集料级配与步骤b)中的最佳聚氨酯用量，测试并检验混合料浸水马歇尔残留稳定度是否满足不低于85％的水稳定性要求。